JPH09182487A - ブラシレスモータの起動回路および起動方法 - Google Patents
ブラシレスモータの起動回路および起動方法Info
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- JPH09182487A JPH09182487A JP8327343A JP32734396A JPH09182487A JP H09182487 A JPH09182487 A JP H09182487A JP 8327343 A JP8327343 A JP 8327343A JP 32734396 A JP32734396 A JP 32734396A JP H09182487 A JPH09182487 A JP H09182487A
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- JP
- Japan
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- counting
- electromotive force
- brushless motor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/21—Open loop start
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ブラシレスモータへの駆動基準周波数を低周波
数から徐々に増加させることにより、スムーズな起動を
可能としたブラシレスモータの起動回路および起動方法
を提供すること。 【解決手段】クロック信号をアップカウントする計数手
段10と、所定の値とこの計数手段10の計数値とを比
較し比較の結果同一であればこの計数手段10をリセッ
トする比較手段12と、上記の所定の値を格納すること
で実質的に計数手段10の計数周期(周波数)を決定す
る周波数設定手段14と、比較手段12の比較結果とブ
ラシレスモータの逆起電力の検出信号とに応答して周波
数設定手段14に格納された上記の所定の値をより小さ
な値に書き換える書き換え手段18、20、22とを設
けた。そして、比較手段12の出力の周波数に合わせて
ブラシレスモータの駆動周期と逆起電力検出のための整
流周期を変えるものである。
数から徐々に増加させることにより、スムーズな起動を
可能としたブラシレスモータの起動回路および起動方法
を提供すること。 【解決手段】クロック信号をアップカウントする計数手
段10と、所定の値とこの計数手段10の計数値とを比
較し比較の結果同一であればこの計数手段10をリセッ
トする比較手段12と、上記の所定の値を格納すること
で実質的に計数手段10の計数周期(周波数)を決定す
る周波数設定手段14と、比較手段12の比較結果とブ
ラシレスモータの逆起電力の検出信号とに応答して周波
数設定手段14に格納された上記の所定の値をより小さ
な値に書き換える書き換え手段18、20、22とを設
けた。そして、比較手段12の出力の周波数に合わせて
ブラシレスモータの駆動周期と逆起電力検出のための整
流周期を変えるものである。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
の起動回路および起動方法に関する。
の起動回路および起動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ブラシレス直流モータが電子産業
界の小形精密モータの分野で使用されている。ブラシレ
ス直流モータの駆動は、回転子の位置を検出することで
各巻線への駆動電流を制御することにより行われる。回
転子位置の検出には磁気検出センサが用いられてきた
が、最近はモータの発生する逆起電力を検出してセンサ
レスで行われる方法もある。かかるセンサレスの例には
例えば特開平2−32790公報記載のものがある。
界の小形精密モータの分野で使用されている。ブラシレ
ス直流モータの駆動は、回転子の位置を検出することで
各巻線への駆動電流を制御することにより行われる。回
転子位置の検出には磁気検出センサが用いられてきた
が、最近はモータの発生する逆起電力を検出してセンサ
レスで行われる方法もある。かかるセンサレスの例には
例えば特開平2−32790公報記載のものがある。
【0003】このような逆起電力検出の方法では、一般
に始動時には逆起電力が得られず回転子位置が検出でき
ないため、一つの方法として、起動モードを設けてモー
タを回転させる方法が取られる。起動モードで回転し始
めれば逆起電力が得られるのでその逆起電力が所定の大
きさになったところで正規の運転モードに転換する。
に始動時には逆起電力が得られず回転子位置が検出でき
ないため、一つの方法として、起動モードを設けてモー
タを回転させる方法が取られる。起動モードで回転し始
めれば逆起電力が得られるのでその逆起電力が所定の大
きさになったところで正規の運転モードに転換する。
【0004】その一つのやり方は起動モードではあるゆ
っくりした周波数で各巻線電流の切り替えを行ないモー
タを誘導起動させ上記切り替えと同期した周期で各巻線
に発生する逆起電力を整流する。この整流動作の結果が
予定される直流成分を持つようになれば起動はうまくい
ったことになり、直流成分をもたない間は起動していな
いか回転速度が予定の速度に達していないかである。起
動モードで起動がうまくいった後正規の運転モードに切
り替える。
っくりした周波数で各巻線電流の切り替えを行ないモー
タを誘導起動させ上記切り替えと同期した周期で各巻線
に発生する逆起電力を整流する。この整流動作の結果が
予定される直流成分を持つようになれば起動はうまくい
ったことになり、直流成分をもたない間は起動していな
いか回転速度が予定の速度に達していないかである。起
動モードで起動がうまくいった後正規の運転モードに切
り替える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の起動モードにお
いて、指定回転速度が高速にすぎるとスムーズな始動が
できず、起動に失敗することがある。かと言ってその指
定回転速度を下げれば正規の運転モードとの差が大きく
なり今度は正規運転モードへの転換に失敗することが生
じうる。
いて、指定回転速度が高速にすぎるとスムーズな始動が
できず、起動に失敗することがある。かと言ってその指
定回転速度を下げれば正規の運転モードとの差が大きく
なり今度は正規運転モードへの転換に失敗することが生
じうる。
【0006】本発明は、スムーズな起動を可能としたブ
ラシレスモータの起動回路および起動方法を提供する。
ラシレスモータの起動回路および起動方法を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、クロック信号をアップカウントする計数
手段と、所定の値とこの計数手段の計数値とを比較し比
較の結果同一であればこの計数手段をリセットする比較
手段と、上記の所定の値を格納することで実質的に計数
手段の計数周期(周波数)を決定する周波数設定手段
と、比較手段の比較結果とブラシレスモータの逆起電力
の検出信号とに応答して周波数設定手段に格納された上
記の所定の値をより小さな値に書き換える書き換え手段
とを設けた。
め、本発明は、クロック信号をアップカウントする計数
手段と、所定の値とこの計数手段の計数値とを比較し比
較の結果同一であればこの計数手段をリセットする比較
手段と、上記の所定の値を格納することで実質的に計数
手段の計数周期(周波数)を決定する周波数設定手段
と、比較手段の比較結果とブラシレスモータの逆起電力
の検出信号とに応答して周波数設定手段に格納された上
記の所定の値をより小さな値に書き換える書き換え手段
とを設けた。
【0008】そして、比較手段の出力の周波数に合わせ
てブラシレスモータの駆動周期と逆起電力検出のための
整流周期を変えるものである。
てブラシレスモータの駆動周期と逆起電力検出のための
整流周期を変えるものである。
【0009】また、かかるブラシレスモータの起動回路
において、周波数設定手段に第mの所定の値を設定しそ
の状態において計数手段で計数手段がリセットがされる
まで計数する第m計数段階と、この第m計数段階のあ
と、ブラシレスモータに逆起電力が発生しているか否か
を判断し、かつ、この逆起電力が発生していないときは
第m計数段階に戻しまた逆起電力が発生しているときは
次の段階に進める判断段階と、次の段階である、第mの
所定の値より小さな第m+1の所定の値を設定して第m
計数段階と同様の処理を行なう第m+1計数段階とを有
する処理手順を行なうこととした。
において、周波数設定手段に第mの所定の値を設定しそ
の状態において計数手段で計数手段がリセットがされる
まで計数する第m計数段階と、この第m計数段階のあ
と、ブラシレスモータに逆起電力が発生しているか否か
を判断し、かつ、この逆起電力が発生していないときは
第m計数段階に戻しまた逆起電力が発生しているときは
次の段階に進める判断段階と、次の段階である、第mの
所定の値より小さな第m+1の所定の値を設定して第m
計数段階と同様の処理を行なう第m+1計数段階とを有
する処理手順を行なうこととした。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の一形態を
図1から図5を用いて説明する。
図1から図5を用いて説明する。
【0011】図1は本発明のブラシレスモータの起動回
路を示す図である。nビットカウンタ10はmain_
ckを計数する。nビット比較器12はnビットカウン
タ10の内容とnビットシフトレジスタ14の内容とを
比較する。リセット回路16はnビットカウンタ10を
リセットする。インバータ18、NANDゲート20、
ORゲート22で構成される組み合わせ回路により、n
ビット比較器12の比較出力Comp_out、BEM
F検出信号(後述する。)、ck_init(後述す
る。)を演算し、この出力をck_shiftの反転と
しnビットシフトレジスタ14へのシフト司令信号にす
る。
路を示す図である。nビットカウンタ10はmain_
ckを計数する。nビット比較器12はnビットカウン
タ10の内容とnビットシフトレジスタ14の内容とを
比較する。リセット回路16はnビットカウンタ10を
リセットする。インバータ18、NANDゲート20、
ORゲート22で構成される組み合わせ回路により、n
ビット比較器12の比較出力Comp_out、BEM
F検出信号(後述する。)、ck_init(後述す
る。)を演算し、この出力をck_shiftの反転と
しnビットシフトレジスタ14へのシフト司令信号にす
る。
【0012】これらの構成要素と上記の課題を解決する
ための手段で示した構成との対応は、nビットカウンタ
10が計数手段、main_ckがクロック信号、nビ
ット比較器12およびリセット回路16が比較手段、n
ビットシフトレジスタ14が周波数設定手段であり、イ
ンバータ18、NANDゲート20、ORゲート22で
構成される組み合わせ回路が書き換え手段である。
ための手段で示した構成との対応は、nビットカウンタ
10が計数手段、main_ckがクロック信号、nビ
ット比較器12およびリセット回路16が比較手段、n
ビットシフトレジスタ14が周波数設定手段であり、イ
ンバータ18、NANDゲート20、ORゲート22で
構成される組み合わせ回路が書き換え手段である。
【0013】動作を説明する。nビットカウンタ10は
クロック信号main_ckを計数し、その計数値bn
〜b1がnビットシフトカウンタ14の内容Sn〜S1
とnビット比較器12で比較される。比較の結果Cn〜
C1がすべてゼロすなわちb1〜bnとSn〜S1とが
ビットごとにすべて一致するとき比較出力Comp_o
utはローレベルになる。これによりリセット回路16
が働きnビットカウンタ10をリセットする。すなわち
カウンタ10はシフトレジスタ14の内容により最大カ
ウント値が変化する可変カウント値のカウンタである。
クロック信号main_ckを計数し、その計数値bn
〜b1がnビットシフトカウンタ14の内容Sn〜S1
とnビット比較器12で比較される。比較の結果Cn〜
C1がすべてゼロすなわちb1〜bnとSn〜S1とが
ビットごとにすべて一致するとき比較出力Comp_o
utはローレベルになる。これによりリセット回路16
が働きnビットカウンタ10をリセットする。すなわち
カウンタ10はシフトレジスタ14の内容により最大カ
ウント値が変化する可変カウント値のカウンタである。
【0014】比較出力Comp_outは、ブラシレス
モータの駆動周期およびその逆起電力検出のための整流
周期の基準とするためブラシレスモータに供給される
(図示はしない。) 一方、同時に、比較出力Comp_outがローになる
とインバータ18の出力はハイになり、このとき同時に
BEMF信号がハイであればNANDゲート20の出力
はローになる。BEMF信号とはブラシレスモータの逆
起電力を上記の周期で整流したときの直流成分が一定の
基準値より大きいときハイとなる信号である。通常、c
k_init信号はローレベルとされ、このためNAN
Dゲート20の出力がローになるとORゲート22の出
力はローとなり、ck_shift信号が発生したこと
になる。これによりシフトレジスタ14はその内容を小
さな値にする方へ1ビットシフトされる。
モータの駆動周期およびその逆起電力検出のための整流
周期の基準とするためブラシレスモータに供給される
(図示はしない。) 一方、同時に、比較出力Comp_outがローになる
とインバータ18の出力はハイになり、このとき同時に
BEMF信号がハイであればNANDゲート20の出力
はローになる。BEMF信号とはブラシレスモータの逆
起電力を上記の周期で整流したときの直流成分が一定の
基準値より大きいときハイとなる信号である。通常、c
k_init信号はローレベルとされ、このためNAN
Dゲート20の出力がローになるとORゲート22の出
力はローとなり、ck_shift信号が発生したこと
になる。これによりシフトレジスタ14はその内容を小
さな値にする方へ1ビットシフトされる。
【0015】したがって、これより以降、カウンタ10
の最大カウント値は半分に減少し、比較出力Comp_
outの出力周期は半分すなわち周波数が倍になる。
の最大カウント値は半分に減少し、比較出力Comp_
outの出力周期は半分すなわち周波数が倍になる。
【0016】上記により、ブラシレスモータの逆起電力
が基準値になるまでその駆動と逆起電力の整流の周期を
不変とし、基準値に達したごとにブラシレスモータの駆
動と逆起電力の整流の周波数を増加させることが可能と
なり、徐々にブラシレスモータの回転速度を増加でき
る。なお、ck_init信号はシフトレジスタ14に
初期値を設定するためのものである。
が基準値になるまでその駆動と逆起電力の整流の周期を
不変とし、基準値に達したごとにブラシレスモータの駆
動と逆起電力の整流の周波数を増加させることが可能と
なり、徐々にブラシレスモータの回転速度を増加でき
る。なお、ck_init信号はシフトレジスタ14に
初期値を設定するためのものである。
【0017】図2は、図1に示した本発明によるブラシ
レスモータの起動回路の動作をフローチャートを用いて
示したものである。その処理手順は段階100、11
0、120、130、140、・・・、150、16
0、170からなることを示している。
レスモータの起動回路の動作をフローチャートを用いて
示したものである。その処理手順は段階100、11
0、120、130、140、・・・、150、16
0、170からなることを示している。
【0018】これらの段階と上記の課題を解決するため
の手段で示した段階との対応は、段階110、130、
・・・、が第m計数段階であり、これらを基準にそれぞ
れ段階130、・・・、150が第m+1計数段階とな
る。また段階120、140、160が比較段階であ
る。
の手段で示した段階との対応は、段階110、130、
・・・、が第m計数段階であり、これらを基準にそれぞ
れ段階130、・・・、150が第m+1計数段階とな
る。また段階120、140、160が比較段階であ
る。
【0019】処理手順を説明する。段階100で電源を
オンする。次に段階110でnビットシフトレジスタ1
4に周波数f0に相当する初期値を格納させ、nビット
カウンタ10はリセット回路16によりリセットされる
までカウント動作を行なう。次に段階120でBEMF
信号がハイであるか否かを判断し、ハイでなければ段階
110にもどりカウントをやり直す。ハイであれば次の
段階130に進みシフトレジスタ14の内容を周波数f
1(f0の倍の値)に相当する値に書き換えこの状態で
カウンタ10はリセット回路16によりリセットされる
までカウント動作を行なう。すなわち、BEMF信号が
ハイになったことをとらえてカウンタ10の最大カウン
ト値が減少し比較出力Comp_outの発生周波数が
増加する。 段階130と段階140との関係は、上記
の段階110と段階120との関係と同じである。さら
に同様にシフトレジスタ14の内容を書き換えながら次
々に処理を行ない、段階150と段階160まで処理す
る。これによりシフトレジスタ14に書かれた最終の周
波数fmaxにおいてBEMF信号の検出がなされ、正
常運転モード段階である段階170に導かれる。
オンする。次に段階110でnビットシフトレジスタ1
4に周波数f0に相当する初期値を格納させ、nビット
カウンタ10はリセット回路16によりリセットされる
までカウント動作を行なう。次に段階120でBEMF
信号がハイであるか否かを判断し、ハイでなければ段階
110にもどりカウントをやり直す。ハイであれば次の
段階130に進みシフトレジスタ14の内容を周波数f
1(f0の倍の値)に相当する値に書き換えこの状態で
カウンタ10はリセット回路16によりリセットされる
までカウント動作を行なう。すなわち、BEMF信号が
ハイになったことをとらえてカウンタ10の最大カウン
ト値が減少し比較出力Comp_outの発生周波数が
増加する。 段階130と段階140との関係は、上記
の段階110と段階120との関係と同じである。さら
に同様にシフトレジスタ14の内容を書き換えながら次
々に処理を行ない、段階150と段階160まで処理す
る。これによりシフトレジスタ14に書かれた最終の周
波数fmaxにおいてBEMF信号の検出がなされ、正
常運転モード段階である段階170に導かれる。
【0020】図3は、本発明で用いられるnビットシフ
トレジスタ14の具体的な例を示す図である。動作は、
n個のフリップフッロプ30−n、30−(n−1)、
・・・、30−2、30−1が直列に接続され、それら
のQ出力が次段のD入力を経てck_shiftの反転
信号によって次段のQ出力にシフトされることによる。
図4は、上記で説明したnビットシフトレジスタ14
の内容が書き換えられていく(シフトされていく)過程
を説明する図である。同図において左側がMSBであ
り、書き換えにより順次内容が小さくなる(相当する周
波数は大きくなる)ことを示している。
トレジスタ14の具体的な例を示す図である。動作は、
n個のフリップフッロプ30−n、30−(n−1)、
・・・、30−2、30−1が直列に接続され、それら
のQ出力が次段のD入力を経てck_shiftの反転
信号によって次段のQ出力にシフトされることによる。
図4は、上記で説明したnビットシフトレジスタ14
の内容が書き換えられていく(シフトされていく)過程
を説明する図である。同図において左側がMSBであ
り、書き換えにより順次内容が小さくなる(相当する周
波数は大きくなる)ことを示している。
【0021】図5は、上記で説明したnビットカウンタ
10のカウント値の変化を示した図である。BEMF信
号がローからハイになっていると、比較出力信号Com
p_outによりカウンタ10はリセットされ、かつシ
フト司令信号ck_shiftでシフトレジスタ14の
内容が半分になるので、ここからカウンタ10の最大カ
ウント値も半分になることを示している。そして最終的
に計数値が1になる。以上説明した図1〜図5において
は、nビットシフトレジスタの内容をシフトしながらブ
ラシレスモータへの基準駆動周波数を2倍ずつ増加させ
たが、マイクロコンピュータ、nビットレジスタ等を用
いて所望の増加分で増加させるようにしてもよい。
10のカウント値の変化を示した図である。BEMF信
号がローからハイになっていると、比較出力信号Com
p_outによりカウンタ10はリセットされ、かつシ
フト司令信号ck_shiftでシフトレジスタ14の
内容が半分になるので、ここからカウンタ10の最大カ
ウント値も半分になることを示している。そして最終的
に計数値が1になる。以上説明した図1〜図5において
は、nビットシフトレジスタの内容をシフトしながらブ
ラシレスモータへの基準駆動周波数を2倍ずつ増加させ
たが、マイクロコンピュータ、nビットレジスタ等を用
いて所望の増加分で増加させるようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、ブ
ラシレスモータの逆起電力が基準値になるまでその駆動
と逆起電力の整流の周期を不変とし、基準値に達したご
とにブラシレスモータの駆動と逆起電力の整流の周波数
を増加させることが可能となり、徐々にブラシレスモー
タの回転速度を増加できる。これにより、起動の失敗な
く正常運転モードへと導くことができる。
ラシレスモータの逆起電力が基準値になるまでその駆動
と逆起電力の整流の周期を不変とし、基準値に達したご
とにブラシレスモータの駆動と逆起電力の整流の周波数
を増加させることが可能となり、徐々にブラシレスモー
タの回転速度を増加できる。これにより、起動の失敗な
く正常運転モードへと導くことができる。
【図1】本発明によるブラシレスモータの起動回路の一
実施形態を示す構成図。
実施形態を示す構成図。
【図2】本発明によるブラシレスモータの起動回路の動
作の処理手順を示す流れ図。
作の処理手順を示す流れ図。
【図3】本発明に用いられるnビットシフトレジスタの
具体的な例を示す構成図。
具体的な例を示す構成図。
【図4】本発明に用いられるnビットシフトレジスタの
動作過程を説明する説明図。
動作過程を説明する説明図。
【図5】本発明に用いられるnビットカウンタの動作過
程を説明する説明図。
程を説明する説明図。
10 nビットカウンタ 12 nビット比較器 14 nビットシフトレジスタ 16 リセット回路 18 インバータ 20 NANDゲート 22 ORゲート 110、130 第m計数段階 130、150 第m+1計数段階 120、140、160 比較段階
Claims (2)
- 【請求項1】 クロック信号をアップカウントする計数
手段と、 所定の値と前記計数手段の計数値とを比較し比較の結果
同一であれば前記計数手段をリセットする比較手段と、 前記所定の値を格納することで実質的に前記計数手段の
計数周期を決定する周波数設定手段と、 前記比較手段の比較結果とブラシレスモータの逆起電力
の検出信号とに応答して前記周波数設定手段に格納され
た前記所定の値をより小さな値に書き換える書き換え手
段とを設けたことを特徴とするブラシレスモータの起動
回路。 - 【請求項2】 クロック信号をアップカウントする計数
手段と所定の値と前記計数手段の計数値とを比較し比較
の結果同一であれば前記計数手段をリセットする比較手
段と、 前記所定の値を格納することで実質的に前記計数手段の
計数周期を決定する周波数設定手段と、 前記比較手段の比較結果とブラシレスモータの逆起電力
の検出信号とに応答して前記周波数設定手段に格納され
た前記所定の値をより小さな値に書き換える書き換え手
段とを設けたブラシレスモータの起動回路において、 前記周波数設定手段に第mの所定の値を設定しその状態
において前記計数手段で前記計数手段がリセットがされ
るまで計数する第m計数段階と、 前記第m計数段階のあと、前記逆起電力が発生している
か否かを判断し、かつ、前記逆起電力が発生していない
ときは前記第m計数段階に戻しまた前記逆起電力が発生
しているときは次の段階に進める判断段階と、 前記次の段階である、前記第mの所定の値より小さな第
m+1の所定の値を設定して前記第m計数段階と同様の
処理を行なう第m+1計数段階とを有する処理手順を行
なうことを特徴とするブラシレスモータの起動方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1995P-56508 | 1995-12-26 | ||
KR1019950056508A KR0177995B1 (ko) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 브러쉬리스 모터의 기동회로 및 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09182487A true JPH09182487A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=19444386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8327343A Pending JPH09182487A (ja) | 1995-12-26 | 1996-12-06 | ブラシレスモータの起動回路および起動方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5808436A (ja) |
JP (1) | JPH09182487A (ja) |
KR (1) | KR0177995B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1324803C (zh) * | 2005-09-26 | 2007-07-04 | 南京航空航天大学 | 或门电机控制系统 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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